JP2008128461A

JP2008128461A - Rolling seismic isolation bearing structure

Info

Publication number: JP2008128461A
Application number: JP2006317619A
Authority: JP
Inventors: Yuki Okamoto; 勇紀岡本
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-06-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismic isolation bearing structure, which generates a restoring force or displacement suppressing force with a simple strucutre without vertically moving a superstructural part at the time of seismic isolation. <P>SOLUTION: A spherical sheath-like outer rolling element 2 contains a spherical mass body 3 and a viscous material 4 suppressing the motion of the mass body 3 within an outer rolling element 2. A spherical seismic isolation bearing rolling element 1 having a center-of-gravity position off-center from the rolling center of the outer rolling element 2, is provided, for example, between upper and lower receiving surfaces 5 and 6 so that its center-of-gravity position is located below the rolling center position of the outer rolling element 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、転がり免震支承構造に関する。 The present invention relates to a rolling seismic isolation structure.

上下の皿で転動子としての鋼製の球体を挟み、上下の皿が水平方向に相対変位をすると球体が転動して免震を行うようになされた転がり免震支承構造は、従来より提供されている。また、この転がり免震支承構造において、上下の皿の向き合う面をそれぞれ中央側に円錐状あるいは球面状にくぼませ、復元力や変位抑制力を生じさせるようにした転がり免震支承構造も提供されている。
特開２００３−２４７５９０号公報 The rolling base isolation structure, in which the steel spheres as rolling elements are sandwiched between the upper and lower plates and the spheres roll to perform seismic isolation when the upper and lower plates are displaced in the horizontal direction, has traditionally been Is provided. In addition, in this rolling base isolation structure, a rolling base isolation structure is also provided in which the opposing surfaces of the upper and lower plates are recessed in a conical or spherical shape on the center side to generate restoring force and displacement restraining force. ing.
JP 2003-247590 A

しかしながら、復元力や変位抑制力を生じさせるための手段として、上記のような手段を採用すると、免震時に上部構造部が上下に変位をしてしまう。 However, if the above-described means is employed as a means for generating a restoring force and a displacement suppressing force, the upper structure portion is displaced up and down during the seismic isolation.

復元力や変位抑制力を生じさせるその他の手段も種々考えられるが、機構が複雑になりやすい。 Various other means for generating a restoring force and a displacement suppressing force are conceivable, but the mechanism is likely to be complicated.

本発明は、上記のような問題点に鑑み、免震時に上部構造部を上下させず、しかも、簡素な構造で、復元力や変位抑制力を生じさせることができる転がり免震支承構造を提供することを課題とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a rolling seismic isolation structure that does not move the upper structure up and down during seismic isolation and that can generate a restoring force and a displacement restraining force with a simple structure. The task is to do.

上記の課題は、殻状の外転動体の内部に、質量体と、外転動体内での該質量体の動きを抑制する粘性材とが入れられることで、重心位置を外転動体の転動中心位置から偏心させた外周円形の免震支承用転動子が、その重心位置を外転動体の転動中心位置の下方に位置させて備えられていることを特徴とする転がり免震支承構造によって解決される（第１発明）。 The above-described problem is that the center of gravity position is changed by rotating the outer rolling element by placing the mass body and a viscous material that suppresses the movement of the mass body in the outer rolling element inside the shell-shaped outer rolling element. Rolling base isolation bearings characterized in that an outer circumferential circular base isolation rolling element eccentric from the center of movement is provided with its center of gravity located below the center of rotation of the outer rolling element. This is solved by the structure (first invention).

この転がり免震支承構造では、転動子が免震で転動すると、粘性材の作用で質量体が外転動体と一体的な動きをして、転動子の重心位置が外転動体の転動中心位置の下方から側方に移動し、この移動によって、転動子には、モーメントが働いて、転動子の重心位置が外転動体の転動中心位置の下方の位置に戻ろうとし、復元力や変位抑制力を生じさせることができる。 In this rolling base isolation structure, when the rolling element rolls in isolation, the mass body moves integrally with the outer rolling element by the action of the viscous material, and the center of gravity position of the rolling element becomes the outer rolling element's position. It moves from the lower side of the rolling center position to the side, and by this movement, a moment is applied to the rolling element so that the center of gravity of the rolling element returns to a position below the rolling center position of the outer rolling element. Thus, a restoring force and a displacement suppressing force can be generated.

しかも、外周円形の転動子そのものに復元力や変位抑制力を生じさせる手段を組み込んだ構造としているので、免震時に上部構造部を上下させてしまうこともないし、しかも、構造簡素な転がり免震支承構造を実現することができる。 Moreover, since the outer circular rolling element itself has a structure incorporating a restoring force and a displacement restraining force, the upper structure is not moved up and down at the time of seismic isolation, and the structure is simplified to prevent rolling. Seismic support structure can be realized.

加えて、転動子は、殻状の外転動体の内部に質量体と粘性材とを入れて、重心位置を外転動体の転動中心位置から偏心させた構造であるから、殻状の外転動体の内部の質量体は、外転動体がどの向きを向いていようと、自重によって、転動子の重心位置を外転動体の転動中心位置の下方に位置させるように位置することができ、転動子の重心位置を外転動体の転動中心位置の下方に容易に位置させることができる。 In addition, the rolling element has a structure in which a mass body and a viscous material are placed inside a shell-shaped outer rolling element and the center of gravity is eccentric from the rolling center position of the outer rolling element. The mass body inside the outer rolling element is positioned so that the gravity center position of the rolling element is positioned below the rolling center position of the outer rolling element by its own weight, regardless of the direction of the outer rolling element. Thus, the center of gravity of the rolling element can be easily positioned below the rolling center position of the outer rolling element.

また、上記の課題は、重心位置を転動中心位置から偏心させた一体構造又は一体的構造の外周円形の免震支承用転動子が、その重心位置を転動子の転動中心位置の下方に位置させて備えられていることを特徴とする転がり免震支承構造によっても解決される（第２発明）。 In addition, the above-mentioned problem is that the center-of-gravity position is eccentric from the rolling center position, and the outer peripheral circular seismic isolation bearing rolling element of the integral structure or the integral structure has the center-of-gravity position of the rolling center position of the rolling element. The invention is also solved by a rolling seismic isolation structure characterized by being provided at a lower position (second invention).

この転がり免震支承構造においても、転動子が免震で転動すると、転動子の重心位置が転動子の転動中心位置の下方から側方に移動し、その移動によって、転動子には、モーメントが働いて、転動子の重心位置が転動中心位置の下方の位置に戻ろうとし、復元力や変位抑制力を生じさせることができ、しかも、外周円形の転動子そのものに復元力や変位抑制力を生じさせる手段を組み込んだ構造としているので、免震時に上部構造部を上下させてしまうこともないし、しかも、構造簡素な転がり免震支承構造を実現することができる。 Even in this rolling base isolation structure, when the rolling element rolls in isolation, the center of gravity of the rolling element moves sideways from below the rolling center position of the rolling element. A moment is applied to the child, and the center of gravity of the rolling element attempts to return to a position below the rolling center position, thereby generating a restoring force and a displacement restraining force. Because it has a structure that incorporates restoring force and displacement suppression force in itself, the upper structure does not move up and down at the time of base isolation, and a simple structure for rolling base isolation support can be realized. it can.

本発明の転がり免震支承構造は、以上のとおりのものであるから、免震時に上部構造部を上下させず、しかも、簡素な構造で、復元力や変位抑制力を生じさせることができる。 Since the rolling seismic isolation structure of the present invention is as described above, it is possible to generate a restoring force and a displacement restraining force with a simple structure without moving the upper structure up and down during the seismic isolation.

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（イ）に示す第１実施形態の転がり免震支承構造において、１は免震支承用の外周球形の転動子であり、該転動子１は、球形殻状の外転動体２の内部に、球形の質量体３が入れられると共に、外転動体２内での該質量体３の動きを抑制するオイル等からなる粘性材４が外転動体２内に充満状態となるように入れられ、重心位置Ｇが外転動体２の転動中心位置Ｃから偏心した構造になっている。なお、質量体３の外径は、外転動体２の内径よりも小さく、外転動体２と質量体３は鋼などからなり、粘性材４は質量体３よりも比重の軽いものが用いられている。 In the rolling seismic isolation structure of the first embodiment shown in FIG. 1 (a), reference numeral 1 denotes an outer peripheral spherical rolling element for the seismic isolation bearing, and the rolling element 1 is a spherical shell-shaped outer rolling element 2. A spherical mass body 3 is placed inside the outer rolling element 2, and a viscous material 4 made of oil or the like that suppresses the movement of the mass body 3 in the outer rolling element 2 is filled in the outer rolling element 2. The center-of-gravity position G is eccentric from the rolling center position C of the outer rolling element 2. In addition, the outer diameter of the mass body 3 is smaller than the inner diameter of the outer rolling element 2, the outer rolling element 2 and the mass body 3 are made of steel, and the viscous material 4 is lighter in specific gravity than the mass body 3. ing.

そして、該転動子１は、その重心位置Ｇを外転動体２の転動中心位置Ｃの下方に位置させるようにして上下の平坦な受け面５，６に受けられて転がり免震支承構造を構成している。 The rolling element 1 is received by the upper and lower flat receiving surfaces 5 and 6 so that its center of gravity G is positioned below the rolling center position C of the outer rolling element 2, and the rolling isolation structure is supported. Is configured.

転動子１を上下の受け面５，６間の所定の位置にセットすれば、内部の質量体３は、その自重により、外転動体２内の最下部に位置して、転動子１の重心位置を外転動体２の転動中心位置の下方に容易に位置させることができる。質量体３が本実施形態におけるように球体からなる場合は、質量体３を外転動体２内の最下部にスムーズに移動させることができる。 If the rolling element 1 is set at a predetermined position between the upper and lower receiving surfaces 5, 6, the internal mass body 3 is positioned at the lowermost part in the outer rolling element 2 by its own weight, and the rolling element 1 Can be easily positioned below the rolling center position of the outer rolling element 2. When the mass body 3 is formed of a sphere as in the present embodiment, the mass body 3 can be smoothly moved to the lowermost portion in the outer rolling element 2.

上記の転がり免震支承構造では、図１（ロ）（ハ）に示すように、地震等により、上下の受け面５，６が水平方向に相対変位を行うと、実線矢印で示すように、転動子１がそれに追従するように転動し、粘性材４の作用で質量体３が外転動体２と一体的な動きをして、転動子１の重心位置Ｇが外転動体２の転動中心位置Ｃの下方から側方に移動し、この移動によって、転動子１には、モーメントが働いて、破線矢印で示すように、転動子１の重心位置Ｇが外転動体２の転動中心位置Ｃの下方の位置に戻ろうとし、復元力や変位抑制力を生じる。 In the above-mentioned rolling seismic isolation structure, as shown in FIGS. 1 (b) and (c), when the upper and lower receiving surfaces 5 and 6 are subjected to relative displacement in the horizontal direction due to an earthquake, as indicated by solid arrows, The rolling element 1 rolls so as to follow it, the mass body 3 moves integrally with the outer rolling element 2 by the action of the viscous material 4, and the center of gravity G of the rolling element 1 becomes the outer rolling element 2. The center of gravity G of the rotator 1 is moved to the outer rolling element as shown by the broken line arrow. 2 attempts to return to a position below the rolling center position C, producing a restoring force and a displacement suppressing force.

図２（イ）に示す第２実施形態の転がり免震支承構造における転動子１は、外周球形の一体的構造をしていて、転動中心位置Ｃを通る面を挟む一方の側に半球状の中空の空洞部７を形成することでもう一方の側を質量部８とし、この質量部８によって転動子１の重心位置Ｇを転動中心位置Ｃから偏心させた構造となっていて、その重心位置Ｇを外転動体２の転動中心位置Ｃの下方に位置させるようにして上下の平坦な受け面５，６に受けられて転がり免震支承構造を構成している。 The rolling element 1 in the rolling seismic isolation structure of the second embodiment shown in FIG. 2 (a) has an outer peripheral spherical integral structure, and a hemisphere on one side across a plane passing through the rolling center position C. The other side is formed as a mass portion 8 by forming a hollow portion 7 having a shape, and the center of gravity G of the rolling element 1 is decentered from the rolling center position C by the mass portion 8. The center of gravity position G is positioned below the rolling center position C of the outer rolling element 2 and is received by the upper and lower flat receiving surfaces 5 and 6 to constitute a rolling seismic isolation structure.

この転がり免震支承構造においても、図２（ロ）（ハ）に示すように、地震等により、上下の受け面５，６が水平方向に相対変位を行うと、実線矢印で示すように、転動子１がそれに追従するように転動し、転動子１の重心位置Ｇが外転動体２の転動中心位置Ｃの下方から側方に移動し、この移動によって、転動子１には、モーメントが働いて、破線矢印で示すように、転動子１の重心位置Ｇが外転動体２の転動中心位置Ｃの下方の位置に戻ろうとし、復元力や変位抑制力を生じる。 Also in this rolling seismic isolation structure, as shown in FIGS. 2 (b) and (c), when the upper and lower receiving surfaces 5 and 6 are displaced in the horizontal direction due to an earthquake or the like, as indicated by solid arrows, The rolling element 1 rolls so as to follow it, and the gravity center position G of the rolling element 1 moves to the side from the lower side of the rolling center position C of the outer rolling element 2, and by this movement, the rolling element 1. The moment acts so that the center of gravity G of the rolling element 1 tries to return to the position below the rolling center position C of the outer rolling element 2 as shown by the broken line arrow, and the restoring force and the displacement suppressing force are increased. Arise.

本発明の転がり免震支承構造は、例えば、変位の許容量が少ない狭小地への免震住宅の適用や、ショーケース等の免震装置などに好適に用いることができる。 The rolling seismic isolation structure of the present invention can be suitably used for, for example, application of a seismic isolation house to a narrow land with a small amount of displacement and a seismic isolation device such as a showcase.

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の第１実施形態では、質量体１として球体を用いた場合を示しているが、第１発明では、形状は球に限らないし、また、粒状粒の集合体や粉状粒子の集合体などであってもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the first embodiment, the case where a sphere is used as the mass body 1 is shown, but in the first invention, the shape is not limited to a sphere, and an aggregate of granular particles or an aggregate of powder particles It may be a body.

また、上記の第２実施形態では、質量部８が転動子１と一体である場合を示したが、第２発明における転動子は、該質量部８に相当する質量体を球形外殻状の外転動体の内部に接合等によって一体化したものなどであってもよいし、あるいはまた、空洞部を備えているか否かを問わず、比重の異なる複数の材料を複合一体化することによって、重心位置を転動中心位置から偏心させた構造に構成されていてもよいし、要は、重心位置を転動中心位置から偏心させた一体構造又は一体的構造のものからなっていればよい。 Moreover, in said 2nd Embodiment, although the case where the mass part 8 was integrated with the rotator 1, the rotator in 2nd invention made the mass body equivalent to this mass part 8 spherical outer shell. Or a plurality of materials having different specific gravities may be combined and integrated regardless of whether or not they have a hollow portion. So that the center of gravity position is decentered from the rolling center position, or the main point is that the center of gravity position is decentered from the rolling center position. Good.

また、上記の各実施形態では、転動子１を上下の平坦な受け面５，６間に設置して転がり免震支承構造を構成した場合を示したが、キャスター式の転がり免震支承構造における転動子に提供することも可能である。 Further, in each of the above embodiments, the case where the rolling element 1 is installed between the upper and lower flat receiving surfaces 5 and 6 to form a rolling seismic isolation structure has been shown. However, a caster type rolling isolation system is supported. It is also possible to provide for the rotator in

更に、上記の各実施形態では、転動子１が球形である場合を示したが、円筒形などであってもよく、要は、外周が円形のものであればよい。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the rolling element 1 has a spherical shape has been described. However, the rolling element 1 may be a cylindrical shape or the like.

図（イ）は第１実施形態の転がり免震支承構造を示す断面正面図、図（ロ）及び図（ハ）はそれぞれ作動状態を示す断面正面図である。FIG. 1 (a) is a sectional front view showing the rolling seismic isolation structure of the first embodiment, and FIG. (B) and FIG. 図（イ）は第２実施形態の転がり免震支承構造を示す断面正面図、図（ロ）及び図（ハ）はそれぞれ作動状態を示す断面正面図である。FIG. 1A is a sectional front view showing a rolling seismic isolation structure of the second embodiment, and FIGS. 2B and 2C are sectional front views each showing an operating state.

符号の説明Explanation of symbols

１…転動子
２…外転動体
３…質量体
４…粘性材
Ｃ…転動中心位置
Ｇ…重心位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Roller 2 ... Outer rolling element 3 ... Mass body 4 ... Viscous material C ... Rolling center position G ... Center of gravity position

Claims

殻状の外転動体の内部に、質量体と、外転動体内での該質量体の動きを抑制する粘性材とが入れられることで、重心位置を外転動体の転動中心位置から偏心させた外周円形の免震支承用転動子が、その重心位置を外転動体の転動中心位置の下方に位置させて備えられていることを特徴とする転がり免震支承構造。 The center of gravity is decentered from the rolling center position of the outer rolling element by placing the mass body and a viscous material that suppresses the movement of the mass body in the outer rolling element inside the shell-shaped outer rolling element. A rolling base isolation bearing structure, characterized in that the outer circumferential circular base isolation bearing rolling element is provided with its center of gravity positioned below the rolling center position of the outer rolling element.

重心位置を転動中心位置から偏心させた一体構造又は一体的構造の外周円形の免震支承用転動子が、その重心位置を転動子の転動中心位置の下方に位置させて備えられていることを特徴とする転がり免震支承構造。 An integrated structure with a center of gravity eccentric from the rolling center position or an integrally structured outer peripheral circular rolling element for base isolation is provided with its center of gravity positioned below the rolling center position of the rolling element. Rolling seismic isolation structure characterized by